年產20萬噸酸乳生產車間設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 ghurt） 以 80%以上生牛（羊）乳或乳粉為原料，添加其他原料，經殺菌、接種嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌（德氏乳桿菌保加利亞亞種）發酵前或后添加或不添加食品添加劑、營養強化劑、果蔬、谷物等制成的產品。 按發酵作用的特點分類 乳酸發酵（酸性發酵乳） 利用乳酸菌進行發酵，分解乳糖產生乳酸，并賦予酸乳獨特風味 2 酒精發酵（醇性發酵乳） 利用乳酸菌和酵母菌共同發酵，代謝產物既有乳酸又有乙醇，具有顯著的乙醇風味，亦稱乳酒。 酸乳的作用 克服乳糖不耐癥 有一部分人群對各種鮮奶中的乳糖酶有過敏癥，但是飲用酸乳可以克服此不耐癥，因 為酸乳中的乳糖酶在發酵中被分解。 酸乳可延長壽命 科學家用小白鼠做實驗發現，喂食基礎飼料混合酸乳的那組小白鼠壽命明顯比只喂食基礎飼料的那組的長。 而且發現喂食基礎飼料混合酸乳的那組小白鼠感染肺炎等病癥的幾率也明顯減少。 酸乳使人年輕 因為酸乳中富含鈣和一定量的維生素（維生素 A、維生素 B2 等），鈣有利于牙齒骨骼的生長，而維生素 A 和維生素 B2 都有益于眼睛，達到明目的效果，酸乳中還有豐富的氨基酸，這也是有益于人體的，使人活的越來越年輕，還有酸乳能改善消化功能 [2]，防止便秘，抑制有害物質如酚、吲哚及胺類化合物在腸道內產生和積累，因此能防止細胞老化，使人年輕。 酸乳的發展與前景 飲用酸乳在我國有著悠久的歷史，特別是邊陲的少數民族最尾青睞酸乳。但酸乳作為現代食品以工業化的模式迅速發展則是從 1996 年開始的。目前全國大中城市中酸乳消費量增長明顯，消費者飲用酸乳的習慣在逐步得到強化，各乳品企業都把發展酸乳作為自己企業新的利潤增長點。 雖然消費者對酸奶的認識程度逐漸在加深，但目前的主要消費人群依然是兒童、青少年、女士以及病患者為主，隨著消費水平的提高、消費習慣的改變、國家的倡導、企業的宣傳，消費群體會每年大幅度擴大。 1997~2021 年，中國酸乳產量從 7 萬噸增長到 萬噸，增長了 倍。城鎮居民的人均酸乳消費從 千克增長到 千克，增長了 倍。過去 10 年來，雖然國內乳制品市場風云變化，幾經展轉，但仍然保持較快的發展速度。根據 BOABC 估算，2021 年，中國酸乳產量達到 400 萬噸，較 2021 年增長 倍，城 鎮居民人均酸乳消 3 費達到 千克，較 2021 年增長了 倍。目前中國農村酸乳市場幾乎是空白，城鎮居民的消費水平也顯著落后于發達國家市場，不僅如此，中國的酸乳產品雖然大大突破原來的單一形式，但真正意義上的附加值較高的酸乳產品比例還很小，中國酸乳市場具有巨大的發展空間。 過去的 15 年，中國酸乳生產整體呈現快速增長態勢，由 1997 年的 70 千噸快速增長到 2021 年的 2679 千噸，產量增長了 倍，年均增長率達到 %。 從 2021 年的情況來看，就大區而言，華北和華東是中國主要的酸乳生產地區，合計 產量占全國總產量的 %，其次是東北，其產量大致占全國的 %，西北、西南和中南地區分別占全國的 %、 %和 %。就省區而言， 2021 年，內蒙古是中國最大的酸奶產區，其產量占全國的 %，其次是上海、江蘇和山東，分別占全國的 %、%和 %。其他重要的酸奶生產省區包括河北、陜西、黑龍江和四川。 中國居民的酸乳消費有很大的差異，總體來說，農村居民的消費顯著低于城鎮，農村市場的酸乳容量大致僅占全國的 1/10，人均消費水平不到城鎮居民的 1/8。 2021 年，全國城鎮居民人均酸乳消費量為 千克，農村居民酸乳人均消費量不足 千克。 酸乳是中國盈利率最高的液體乳類，目前整個行業平均毛利率達到 35~50%，渠道費用大約 20~30%，凈利潤率高達 10~15%，雖然盈利水平因企業不同以及產品檔次的不同有較大的差異。一般來說，基礎性的酸乳產品，袋裝原味酸乳，毛利率也有 35%，高端酸乳毛利率高達 50%以上 ① 。 2 設計 設計方案 產品方案 根據各種配套設備的生產能力及綜合未來酸乳市場的發展，本設計為年產酸乳 20萬噸 ，其中攪拌型酸乳年產量為 萬噸，凝固型酸乳為 萬噸，因為攪拌型酸乳適合長途運輸，可銷售到其他城市，而凝固型酸乳并不適合長途運輸，所以設計攪拌型酸乳產量大于凝固型酸乳。 全年生產方案及規劃見表 。 表 酸乳的品種及產量設計表 （ 單位： t） ② 名稱 年產量 月產量 日產量 攪拌型酸乳 155000 15500 516 凝固型酸乳 45000 4500 150 ① 2021 年中國酸乳產品市場研究報告 ② 每年按 10個月計算，每個月按 30天計算 4 生產車間結構 根據酸乳生產工藝要求，需以下建筑物或構筑物：主生產車間、原、輔材料庫、水處理間、冷庫、空壓機房、化驗室、更衣室、 內外包裝倉庫。 產品和產量的確定 根據從優化工藝迎合未來市場需求以及合理探究酸乳廠車間配置上來看，本設計選擇年產量為 20 萬噸酸乳的生產規模，產品的產量及包裝設計情況見表 ， 其中一年按10 個月計算，每月按 30 天計算。 表 酸乳的產量及包裝設計表 名稱 規格 產量 包裝方式 凝固型酸乳 350g/瓶； 32 瓶 /框 35000 噸 塑料瓶包裝 200g/瓶； 32 瓶 /框 20210 噸 塑料瓶包裝 攪拌型酸乳 250g/包； 24 包 /箱 80000 噸 小房型紙盒包裝 500g/包； 12 包 /箱 65000 噸 小房型紙盒包裝 工藝流程確定 攪拌型酸乳的工藝流程 由于攪拌型酸乳的生產工藝已經非常成熟，加上由于本設計產量較大，不需改動其成熟的生產工藝，本設計的生產工藝流程如圖 簡略所示 [3]。 原 料 乳 凈 化配 料（ 添 加 糖 等 ）標 準 化預 熱（ 5 0 ～ 6 0 ℃ ）均 質殺 菌（ 9 5 ℃ 5 m i n ）冷 卻（ 4 2 ℃ ）添 加 發 酵 劑（ 3 % 接 種 量 ）發 酵（ 4 2 ℃ ， 4 h ）攪 拌（ 添 加 香 料 ）冷 卻（ 2 0 ～ 2 5 ℃ ）灌 裝 入 庫 冷 藏 成 品 圖 攪拌型酸乳生產工藝流程簡略圖 5 凝固型酸乳的工藝流程 凝固型酸乳生產工藝亦非常成熟，加上由于本設計產量較大，不需要改動其成熟的生產工藝，本設計的生產工藝流程如圖 簡略所示。 原 料 乳 凈 化配 料（ 添 加 糖 等 ）標 準 化預 熱（ 5 0 ～ 6 0 ℃ ）均 質殺 菌（ 9 5 ℃ 5 m i n ）冷 卻（ 4 2 ℃ ）添 加 香 料添 加 發 酵 劑（ 3 % 接 種 量 ）灌 裝 培 養 發 酵 冷 卻 入 庫 冷 藏 成 品 圖 凝固型酸乳生產工藝流程簡略圖 工藝論證和說明 原料乳的要求 及 檢驗 制造高品質的酸乳，必須選用同樣高品質的原料乳，而且必須經過嚴格的驗收，驗收時必須根據國標 GB193012021 對原料乳進行各方面的測試（包括嗅覺、味覺、外觀、塵埃、溫度、酒精、酸度、比重、脂肪含量、蛋白質含量、全乳固體含量、菌落總數等）。 表 原料乳檢驗要求表 項目 限量 依據 備注 菌落總數 ≤2106 [CFU/g(mL)][4] GB193012021 鉛含量 [5] GB27622021 以 Pb 計 汞含量 砷含量 鉻含量 亞硝酸鹽 黃曲霉毒素 [6] GB27612021 原料乳的凈化 牛乳中常含有雜質，因此須進行凈化，目前大多采用離心和過濾凈化，在去除雜質的同時減少微生物的數量。 6 一般采用離心乳機進行凈化，離心凈乳就是利用牛乳在分離缽內受強大的離心力，將大量的機械雜質留在分離缽內壁上，最后使得牛乳被凈化。 原料乳的凈化包含：粗濾、奶油分離、凈乳三大步驟，大型乳品廠也采用三用分離機（奶油分離、凈乳、標準化）來凈乳，三用機應設在粗濾之后，冷卻之前。 原料乳的標準化 由于本設計產量比較大，所以會大量地向周邊收購原料乳，而不同地域、不同的奶牛品種、不同的季節、不同的飼養管理都會導致原料乳各項指標不一樣，為了使我們出廠成品的品質高且一致，我們需要對原料乳進行標準化，使其符合我們的標準。 例如，含脂較低時，我們需要向其加入稀奶油去提高其脂肪的含量，而相反含脂量高，我們要向其加入脫脂乳降低其含脂量。 均質 原料乳在標準化之后還要進行均質，均質的目的是為了防止脂肪上浮和仕原料充分混合。 一般乳制品工廠都會采用均質機。均質機的原理是牛奶在高壓下被送入外環和芯子之間的間隙，在此間隙中，高靜壓能被轉化成動能，這樣，牛奶在狹窄的、環形的間隙中獲得非常高的速度（ 200~300m/s），在高開間隙時，牛奶以高速沖擊均質環的內側，并被迫改變方向。 均質效果與溫度有關，均質前牛乳必須先行預熱 60℃ 左右。 殺菌 微生物無處不在，原料乳中含有大量的微生物，它們的來源包括牛體、空氣、擠乳器具、工作人員等。 一般的熱處理殺菌方法有以下幾種： （ 1） 預巴氏殺菌（ 60℃ ~69℃ 、 15s~20s） （ 2） 低溫巴氏殺菌（ 63℃ ， 30min） （ 3） 高溫巴氏殺菌（ 70℃ ~75℃ ， 20min） （ 4） 超巴氏殺菌（ 125℃ ~138℃ ， 2s~4s） （ 5） 超高溫殺菌（ 135℃ ~140℃ ， 2s~4s） （ 6） 裝瓶保溫滅菌（ 115℃ ~120℃ ， 20min~30min） 加熱殺菌會對牛乳產生一定的影響，包括形成薄膜、褐變、甚至會有蒸煮味。綜合上述殺菌方法的優缺點，為了盡量減少殺菌給牛乳品質帶來的影響，我們選用 高溫 巴氏殺菌，但是使病原菌完全死滅的效率只達到 85%~99%，對耐熱嗜熱細菌及孢子等不易 7 殺死。尤其是牛乳中德細菌數超多時殺菌后的殘存菌也很多，因此，本設計是控制在 95℃/5min 的殺菌方式。 接種和發酵 對殺菌后的牛乳先進行冷卻，冷卻至 42℃ 。對已經冷卻的酸乳用定量泵將發酵劑注入。接種量為 3%[7]，接種采用“球桿比”為 100:1 的混合菌種，因為結果表明更加有利于酸乳的風味形成，酸乳后酸化弱，更耐存放，貨架期更長 [8]。 發酵溫度選取 42℃ 恒溫發酵 [9]，控制發酵終點為酸度達到 79176。T，攪拌型酸乳一般發酵時間控制在 4 小時左右，發酵完要進行 3 分鐘左右的攪拌；而 凝固型酸乳控制在 3~4 小時，酸度在 65176。T 的時候進入冷庫進行后發酵。 灌裝 灌裝的目的主要是便于分送銷售、便于消費者飲用，此外還能防止污染，保持殺菌乳的良好滋味和氣味，防止吸收外界異味，減少成分的損失。 攪拌型酸乳全部為小房型紙包包裝進行無菌灌裝，灌裝的溫度在 20~25℃ 。 現在市場上流通的保質期較長的酸乳主要是利樂包和小房型包裝。而我們選用小房型包裝，它是將一個個已經制造好的但沒有封底的紙筒放在灌裝機上，通過氣吸將紙筒打開，熱合封底，然后進入無菌小室，在此向紙盒內噴入過氧化氫進行殺菌并加熱使其蒸 發，隨后注入殺菌奶，熱封口并送出無菌小室。 冷藏及出廠 攪拌型酸乳可馬上出廠， 酸乳產品在 3~8℃冷藏條件下一般要求有 25~30d 的貨架期 [10]。 特別是運輸到其他城市售賣的酸乳，但是一定要保證在整個運輸過程中必須使用冷藏車，貨物到達銷售點要進行冷藏的冷鏈操作辦法。 而凝固型酸乳進入冷庫后必須保存二十四小時后才能出廠，